Mikroben im menschlichen Körper tauschen Gene, auch über Gewebe-Grenzen, Studie zeigt,

Bakterien im menschlichen Körper teilen sich die Gene mit anderen zu einer höheren rate als die Regel in der Natur gesehen, und einige dieser Gene scheinen unterwegs zu sein-unabhängig von Ihrer mikrobiellen hosts-von einem Teil des Körpers zu einem anderen, berichten Forscher in der Fachzeitschrift Scientific Reports.

Die Erkenntnisse sind das Ergebnis einer molekularen Daten-mining-Methode zunächst begrifflich von Kyung-Mo Kim, senior research scientist an der Korea Polar Research Institute. University of Illinois crop-sciences und Carl R. Woese Institut für Genomische Biologie-professor Gustavo Caetano-Anollés entwickelt den Ansatz mit seinem ehemaligen Schüler Arschan Nasir, der COMSATS University, Islamabad, Pakistan, die derzeit ein Distinguished Fellow am Los Alamos National Laboratory in New Mexico.

Dieser technisch anspruchsvollen Methode erlaubt Ihnen, zu identifizieren Instanzen von „horizontaler Gentransfer“ die direkte übertragung von Genen zwischen Organismen, die außerhalb der sexuelle oder asexuelle Fortpflanzung.

„Horizontale Gentransfer ist eine treibende Kraft für den Austausch von genetischen Informationen auf der Erde,“ Caetano-Anollés sagte. „Diesen Austausch ermöglichen Mikroorganismen anzupassen und zu gedeihen, aber Sie sind wahrscheinlich auch wichtig für die menschliche Gesundheit. Es gibt einige Bakterien, die nicht live außerhalb unserer Körper, und einige, ohne die wir nicht Leben können.“

„Ein besseres Verständnis dieses Phänomens wird auch erhebliche öffentliche Gesundheit Wert, da die Entstehung von multiresistenten Erregern, die als Ergebnis der horizontalen Ausbreitung von antibiotikaresistenten-resistenten Genen hat sich zu einem globalen Anliegen,“ Nasir gesagt.

Für die neue Analyse, die Wissenschaftler verwendeten genomischen Informationen zu bauen zig Tausende von „family trees“ von Bakterien, besiedeln den menschlichen Körper. Die Vereinbarkeit von jenen, die mit Bäumen von mikrobiellen Genen gelang es dem team, um herauszufinden, welche Gene hatte, vererbt worden, und was waren das Resultat von horizontalem Gentransfer.

„Die meisten aktuellen Verfahren für die Bestimmung horizontaler Gentransfer Vergleiche von DNA-Merkmale oder statistische ähnlichkeit zwischen den genomen zu identifizieren, die fremde Gene,“ Nasir gesagt. „Das funktioniert ziemlich gut für relativ neue gen-transfers, aber oft nicht zu identifizieren transfer Ereignisse, die sich Millionen oder Milliarden von Jahren.“

Die arbeitsintensiven Ansatz konnte das team zu überwinden diese Barriere, sagte er.

„Wir untersuchten human-assoziierten Mikroorganismen, da Sie bekannt sind, werden key-Player bei der Aufrechterhaltung der menschlichen Gesundheit und Stoffwechsel“ Nasir gesagt. „Wir berechneten gen-transfer-rate und Richtung-wer transferiert was an wen-für mehr als 1.000 Referenz bakterielle Genome abgetastet, die von den National Institutes of Health Human Microbiome Project.“

Die Bakterien hatten worden Stichprobe von sechs Menschen stellen des Körpers: Darm, Haut, Mundhöhle, Blut -, urogenital-Traktes und der Atemwege.

Die Forscher fanden Beweise, um zu unterstützen frühere Ergebnisse, die human-assoziierten Bakterien sind ziemlich promiscuous mit Ihren Genen, Caetano-Anollés sagte.

„Der horizontale Austausch zwischen den Mikroben in unserem Körper ist etwa 30 Prozent höher als das, was man auf dem rest des Planeten“, sagte er. „Dies bedeutet, dass unsere Einrichtungen bieten eine Nische, die ist einzigartig und ermöglicht innovation in der Mikroben-Ebene.“

Über 40 Prozent der gen-swapping aufgetreten unter Bakterien Leben in den gleichen Körperstellen. Die anderen 60 Prozent beteiligt gen-Austausch zwischen Bakterien in verschiedene Gewebe, zum Beispiel zwischen Organismen im Darm und im Blut.

In allen Fällen, gene transfer war am häufigsten bei eng verwandten Organismen, unabhängig davon, ob Sie belegt den gleichen oder verschiedenen Körpergewebe. In der Tat, die Forscher berichten, gen-Austausch zwischen Organismen, die in verschiedenen stellen des Körpers aufgetreten ist, mit einer höheren rate als gen-sharing zwischen entfernt verwandten Bakterien Leben an den selben stellen.

„Einige von Ihnen könnten sehr alt sein Gentransfer-Ereignisse, die passiert ist, bevor die Mikroben besiedelt den menschlichen Körper,“ Nasir gesagt. „Es könnte auch sein, dass einige Bakterien besiedeln verschiedene menschliche Körper-Standorten zu unterschiedlichen Zeitpunkten im individuellen Lebensdauer. Die andere könnte sein, das Ergebnis der übertragung von Bakterien-DNA von einem Ort zum anderen, vielleicht über das Blut. Wir benötigen weitere experimentelle Beweise, um dies zu testen verlockende Möglichkeit.“

Die Forscher sagen, dass andere Wissenschaftler können das tool verwenden, entwickelt wurde Sie für diese Arbeit, HGTree, genauer vorherzusagen, welche Gene geerbt wurden, „vertikal“, durch den Prozess der Reproduktion, und die wurden abgeholt, die von anderen Mikroben durch horizontalen Gentransfer. Dies führt zu einem verbesserten Verständnis der mikrobiellen — und der menschlichen evolution, sagte der Forscher.

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